WUR: Effectief vaccin tegen maagworm door aanpassing suikerstructuren

Het nabootsen van suikerstructuren in planten speelt een cruciale rol bij de ontwikkeling van effectieve vaccins tegen de maagworm Ostertagia ostertagi. Dit heeft Ruud Wilbers van Wageningen University & Research (WUR) samen met onderzoekers van de Universiteit Gent en het Leids Universitair Medisch Centrum aangetoond met een proof-of-concept studie. In een dergelijke studie wordt de haalbaarheid van een idee getoetst. De inzichten zijn gepubliceerd in een artikel in Scientific Reports en vormen volgens de WUR een springplank naar de snellere en duurzamere ontwikkeling van vaccins tegen parasieten.

Maagworminfectie

Maagworminfectie is een veel voorkomende aandoening bij koeien. Een infectie kan leiden tot een lagere melk- en vleesproductie en bij een hoge wormlast zelfs tot ziekte. Daarom worden geïnfecteerde koeien behandeld met ontwormingsmiddelen. Maar dit levert volgens onderzoeker Ruud Wilbers weer nieuwe problemen op. ‘Door overmatig gebruik van deze middelen, zoals te vaak en in een onjuiste dosis, ontwikkelt de parasiet resistentie. Zeker in de westerse wereld, met veel intensieve veeteelt, is resistentie een steeds groter probleem.’

Nadelen ontwormen

Bovendien, zo vervolgt Wilbers, biedt ontwormen geen duurzame oplossing. ‘Het zorgt er alleen maar voor dat de parasiet uit het dier wordt verwijderd. Maar het jaar erop kan de infectie weer terugkomen als de koe een eitje binnenkrijgt via het eten van gras.’ Veel effectiever en duurzamer is het om koeien te vaccineren tegen de parasiet. Maar aan de huidige vaccins die op de markt zijn, kleven volgens Wilbers een aantal nadelen. ‘Een daarvan is dat je voor de productie van deze vaccins afhankelijk bent van het infecteren van gezonde dieren. Dat is onwenselijk. Daarnaast is het onhoudbaar wanneer je op grote schaal vaccins wilt ontwikkelen. Je hebt dan namelijk ontzettend veel geïnfecteerde koeien nodig om aan voldoende vaccin te komen.’

Niet via andere organismen

Een alternatieve productiemethode is via een zogeheten recombinant expressiesysteem. Hierbij wordt de genetische code uit het DNA voor een antigen van de parasiet in een ander organisme geplaatst, zoals een gist of bacterie, aldus Wilbers. ‘Die produceert dan het antigen waarmee je de vaccins kunt ontwikkelen. Het probleem van deze methode is alleen dat deze niet werkt voor maagwormen. Onderzoekers van Universiteit Gent zijn tien jaar lang bezig geweest om het juiste antigen te identificeren. Maar ze kwamen erachter dat deze niet meer werkt als je ‘m in een gist maakt. Dat komt omdat andere organismen de natuurlijke suikerstructuren (glycanen) van de parasiet niet kunnen reconstrueren.’

Aanpassing suikerstructuur

Zelf had Wilbers in Wageningen al onderzoek gedaan naar het maken van wormeiwitten in ons plantenexpressiesysteem. ‘Samen zijn we gaan onderzoeken hoe we het eiwit van de parasiet in planten kunnen namaken. Het grote voordeel is dat een plant maar weinig enzymen heeft om suikers te manipuleren. Hierdoor is het eenvoudig bestaande suikerstructuren te verwijderen en te beginnen vanuit een ‘naakte’ structuur. Van hieruit bouw je een nieuwe structuur op door suikerblokjes erop te zetten met gekozen enzymen. Planten tolereren die aanpassing ook. De enzymen voor de nieuwe structuur brengen we dan samen met het antigen tot expressie in de plant.’

Effectiviteit vaccins

Met een haalbaarheidsstudie hebben de onderzoekers nu aangetoond dat de suikercompositie inderdaad cruciaal blijkt voor de effectiviteit van het vaccin. ‘Deze bevinding staat centraal in het artikel in Scientific Reports. Eerder onderzoek hintte hier al op, maar bewijs ontbrak nog. De ontdekking vormt een springplank voor vaccins voor andere parasieten bij vee, zoals de leverbot, maar ook humane parasieten. In verschillende projecten gaan we de potentie nu verder onderzoeken. De verwachting is dat het nabootsen van suikerstructuren in planten de ontwikkeling van vaccins tegen wormparasieten zal versnellen’, aldus Wilbers ter besluit.